CalligoTech推出首款應用Posit的多核RISC-V處理器

在高性能計算（HPC）、大數據和人工智能/機器學習（AI/ML）領域占據主導地位的今天，計數系統成為了熱議的焦點。盡管傳統上各種計算環境常采用浮點數進行運算，但由于Posit在HPC應用中提供了更高的精度，它逐漸受到開發者的青睞。

位于“印度硅谷”的初創公司CalligoTech，專注于開發針對HPC、大數據和AI/ML的產品和解決方案，推動了Posit算法在硬件和軟件領域的商業化。該公司最近推出的加速器TUNGA采用了基于Unum的新一代算術技術，并且是首款應用Posit的多核RISC-V處理器。借助新思科技的數字設計系列，CalligoTech成功完成了這款處理器的流片工作，并正在致力于交付更高能效的CPU。

對于我們這樣的初創公司來說，完整的數字設計流程和強有力的支持對我們的成功至關重要。新思科技在這兩方面都給予了積極響應，并提供了經過代工廠驗證的簽核工具，幫助我們順利完成流片。

為什么Posit如此受關注？

浮點數是計算機編程中實數的數字表示，無論實數大小，都可以用浮點數表示。其中，小數點可以在數字之間“浮動”，從而使得計算更加靈活、結果更加準確。浮點數于20世紀中葉首次引入，自現代計算早期以來一直沿用至今。IEEE浮點運算標準于1985年首次發布。浮點數非常適合一般計算任務，例如圖形、聲音處理和大多數軟件應用。

HPC的興起對更準確的計數類型提出了需求。于是，Posit應運而生。Posit以數學家John Gustafson博士引入的通用數Unum為基礎，是Unum的硬件友好版本。與傳統的浮點數相比，Posit可以處理更大范圍的數字并提供更高精度的計算，這對于HPC應用來說尤為重要。在HPC應用中，超級計算機需要實時處理繁重的工作負載，因此需要更為準確的計算結果。而且，提高性能并降低功耗是邁向節能CPU的第一步。

CalligoTech成立于2012年，早期致力于開發基于軟件和硬件的加速器，2018年開始專注于硬件解決方案，并于同年開始與新思科技開展合作。從2021年開始，CalligoTech的團隊開始致力于將其RISC-V加速器設計轉化為具體的芯片。該加速器包含一個協處理器，將根據與RISC-V處理器集成的Posit計數系統執行計算。Posit處理器能夠以更少的位數生成準確的結果，相當于以更低的功耗實現更高的處理速度，從而形成一個高能效且計算準確的CPU內核，CalligoTech將這種結合了RISC-V架構和Posit技術的處理器核心命名為“CRISP內核”。與傳統方案相比，該加速器僅需較低功耗和內存提供更準確的結果，因此非常適合人工智能和其他HPC應用，例如基因組學、石油和天然氣仿真、金融、半導體設計、天氣建模和醫療衛生等。

在傳統的浮點系統中，對數字進行四舍五入可能會導致出現計算誤差，進而對HPC應用造成嚴重影響?；赑osit的計數系統能夠帶來更出色的計算性能和準確性。我們正在提供一種替代方案，可以為支持AI等計算密集型應用的下一代設計提供助力，有效降低風險。

150萬門級的完整芯片設計流程

CalligoTech率先生產出了基于Posit的商用多核RISC-V加速器芯片?；叵朐O計之初，該公司首先需要選擇代工廠和適合的工藝設計套件（PDK）庫。PDK庫的選擇會顯著影響芯片的功耗、性能和面積（PPA）以及成本，是一個非常關鍵的決策，需要清晰地了解項目的各方面內容，包括技術節點、設計約束、制造工藝以及與電子設計自動化（EDA）工具的兼容性。

經過綜合評估，CalligoTech最終決定使用新思科技數字設計系列來支持其RTL到簽核流程。在此過程中，新思科技的技術專家與其團隊緊密協作，幫助建立PDK庫，并為RTL到簽核流程提供PPA優化方案，最終助其實現了PPA目標。不僅如此，新思科技還通過密切合作，幫助該團隊中原本習慣使用其他競品流程的開發者在短時間內熟練掌握了新思科技的設計流程。

新思科技團隊讓我們對IC Compiler II布局布線解決方案充滿了信心，相信其完全可以處理我們設計的所有150萬門級。這些數字設計工具的穩定性以及高效的設計流程，結合新思科技團隊的專業支持，我們的四名開發者才得以在緊迫時間節點內順利完成了項目。

CalligoTech將繼續構建基于Posit的加速器技術，其團隊未來計劃將新思科技接口IP和內存IP集成到下一代器件中。